FR2949414A1 - Systeme de stabilisation de la direction de circulation d'un vehicule - Google Patents

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Abstract

Procédé pour influencer la direction de déplacement d'un véhicule (1) qui se déplace dans une certaine direction (3) sur une chaussée (10). Selon le procédé : - on surveille le mode de roulage par rapport à un événement (2) qui a changé la direction de déplacement du véhicule (1) par rapport à la direction de déplacement prédéfinie par le volant, - on définit l'angle lacet relatif selon lequel le véhicule a tourné par rapport à la chaussée (10) à cause de l'événement, et - on intervient automatiquement sur le mode de roulage pour tourner en retour le véhicule (1) pratiquement de l'angle de lacet relatif.

Description

1 Domaine de l'invention La présente invention concerne un procédé pour influencer la direction de déplacement d'un véhicule qui se déplace dans une certaine direction sur une chaussée.
L'invention concerne également un dispositif pour la mise en oeuvre d'un tel procédé. La plupart des véhicules automobiles actuels sont équipés d'un régulateur ou système de dynamique de roulage tel que par exemple le système ESP assistant les conducteurs dans les situations de conduites critiques et stabilisant automatiquement le véhicule. Les régulateurs connus de dynamique de roulage effectuent usuellement une régulation de la vitesse de lacet, selon laquelle en tenant compte de la position du volant, de la vitesse du véhicule ainsi que d'autres grandeurs, on calcule une valeur de consigne de la vitesse de lacet du véhicule. Dans les situations de conduite dans lesquelles la vitesse réelle de lacet, telle que mesurée diffère fortement de la vitesse de consigne de lacet parce que le véhicule est par exemple en sous-virage ou en sur-virage, une action de freinage ou de guidage est effectuée automatiquement pour stabiliser de nouveau le véhicule. Le véhicule est alors guidé sur une trajectoire de déplacement dont le rayon est prédéfini par le conducteur, principalement par la position du volant. Mais on peut rencontrer des situations de conduite dans lesquelles la position du volant choisie par le conducteur n'est pas avantageuse. Cela est par exemple le cas si par suite d'un événement tel qu'une collision, le véhicule subit un couple de lacet qui modifie la direction de déplacement du véhicule. Si dans ce cas le conducteur par exemple surpris ou choqué, n'effectue par de contre braquage, le régulateur de la dynamique de roulage intervient certes et stabilise le véhicule. Mais la direction de déplacement dans laquelle est stabilisé le véhicule ne correspond toutefois pas à la direction de conduite initiale du véhicule avant cet événement. Si un véhicule circule par exemple sur une chaussée droite dans une certaine direction et qu'il est tourné autour de son axe vertical par une collision arrière, le régulateur de dynamique de roulage intervient et décélère le mouvement de lacet du
2 véhicule. Mais dès que le véhicule est stabilisé, il continue à se déplacer selon la position du volant choisie par le conducteur. Si le conducteur n'a pas modifié la position du volant à la suite de la collision arrière, le véhicule continue à se déplacer sur une trajectoire tournée d'un certain angle par rapport à la direction initiale de déplacement. Puis, le véhicule quitte la chaussée ce qui augmente le risque d'un accident consécutif. But de l'invention La présente invention a pour but de détecter de telles situations de conduite et de développer des moyens pour prendre des mesures permettant d'améliorer la sécurité de conduite. Exposé et avantages de l'invention A cet effet l'invention concerne un procédé du type défini ci-dessus caractérisé en ce qu' - on surveille le mode de roulage par rapport à un événement qui modifie la direction de déplacement du véhicule par rapport à la direction de déplacement prédéfinie par le volant, - on définit un angle lacet relatif selon lequel le véhicule a tourné par rapport à la chaussée à cause de l'événement, et - on intervient automatiquement sur le mode de roulage pour tourner en retour le véhicule pratiquement de l'angle de lacet relatif. L'invention concerne également un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé, notamment appareil de commande d'un véhicule comprenant des moyens pour la mise en oeuvre du procédé tel que décrit ci-dessus.
Un aspect important de l'invention consiste à surveiller la situation du véhicule par rapport à l'arrivée d'un événement tel qu'une collision qui modifie la direction de déplacement du véhicule par rapport à la direction de déplacement prédéfinie de manière non intentionnelle par le volant. En constatant un tel événement, on effectue automatiquement une intervention qui fait pivoter en retour le véhicule d'un angle de lacet relatif suivant lequel il a été tourné par rapport à la chaussée, du fait de l'événement. L'angle du volant que le conducteur prédéfinit après l'arrivée de cet événement par son volant, ne sera de préférence plus pris en compte pour déterminer l'angle de lacet relatif.
Ce procédé permet d'aligner un véhicule de façon que la direction de
3 déplacement du véhicule après la collision corresponde pour l'essentiel à la direction de la chaussée. Un véhicule qui avant l'événement, se déplace suivant une ligne droite dans une certaine direction et qui a été dévié par une collision, sera reconduit de nouveau sur une ligne droite dans la même direction par le système d'assistance de l'invention. L'angle de lacet relatif est dans ce cas l'angle suivant lequel l'événement a fait tourner le véhicule autour de son axe vertical. Si avant l'événement le véhicule se déplace sur une trajectoire courbe avec un certain rayon de courbure, après la collision il sera aligné pour que l'angle entre la direction de la chaussée et l'axe longitudinal du véhicule correspondent sensiblement à celui précédant la collision. Cela signifie que le véhicule est pivoté en arrière d'un angle de lacet relatif, selon lequel la direction de déplacement du véhicule a changé par rapport à la direction de la chaussée. Dès que la nouvelle direction de déplacement est atteinte, on neutralise de préférence la fonction d'assistance et on active la régulation classique de la dynamique de roulage pour que le véhicule suive de nouveau la consigne de guidage donnée par le conducteur.
Comme le conducteur a été pratiquement court-circuité par le système d'assistance selon l'invention, il est extrêmement important de constater un tel événement de manière fiable. Selon un mode de réalisation préférentiel de l'invention il est prévu à cet effet de détecter un tel événement si la direction de déplacement initiale du véhicule a changé et que l'angle de braquage du volant défini par le conducteur ne correspond pas suffisamment au comportement du véhicule. On effectue un contrôle de plausibilité de la relation entre le comportement du lacet du véhicule et le comportement de direction du conducteur. De plus on surveille de préférence d'autres grandeurs physiques liées à un tel événement. C'est ainsi que par exemple des capteurs d'accélération permettent de détecter une collision. En outre on peut vérifier si un coussin gonflable a été déclenché, si des pneumatiques se sont avérés défectueux et/ou s'il y a un autre signal correspond à un tel événement.
4 L'intervention automatique est faite de préférence à l'aide du système de frein et/ou du système de direction et/ou d'une différentielle activée du véhicule. L'action de réglage selon l'invention peut se faire dans le cadre d'une commande ou d'une régulation.
Pour déterminer l'angle de lacet relatif suivant lequel il faut pivoter le véhicule en retour, on intègre de préférence la variation de l'angle de lacet en fonction du temps après l'événement. De plus on intègre également de préférence la vitesse du véhicule pour déterminer la variation de direction de la chaussée en tenant compte de la courbure de la chaussée. Dans l'hypothèse où la courbure (k) de la chaussée n'est pas constante sur des trajets longs, la variation d'angle (A v FB) de la chaussée s'exprime comme suit : AlpFB =kfvdt La variation angulaire du véhicule liée à l'événement résulte de l'intégration de la vitesse de giration mesurée (tp) à savoir : AW Fz=f Wdt Le couple de lacet MZ qui se règle par exemple à l'aide des frein de roues correspond alors dans le cas le plus simple à l'utilisation d'un régulateur P : MZ - K(AtpFB - AVFZ) La différence angulaire (A tp FB - A tp Fz) est l'angle de lacet relatif suivant lequel le véhicule a tourné par rapport à la chaussée. A côté d'un régulateur P (régulateur proportionnel) on peut également d'envisager d'autres structures de régulateur. C'est ainsi que par exemple une fraction complémentaire différentielle D peut être prévue dans le régulateur pour éviter une suroscillation de l'angle de lacet. Le couple de lacets MZ fourni par l'algorithme est de préférence réglé par le régulateur commandé qui régule le couple de freinage exercé par les freins. Comme déjà indiqué on peut également utiliser d'autres actionneurs tels que par exemple un actionneur de direction ou une différentielle active pour faire tourner le véhicule. La fonction d'assistance selon l'invention y compris l'exploitation du signal et la régulation se réalisent de préférence sous la forme de programmes exécutés par l'appareil de commande.
Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide des dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 montre le mouvement d'un véhicule après un événement externe, avec une régulation usuelle de la dynamique de roulage, - la figure 2 montre le mouvement d'un véhicule après un événement externe, le véhicule étant équipé d'une régulation de la direction de conduite selon l'invention, - la figure 3 est une structure fonctionnelle schématique d'un système de régulation de dynamique de roulage selon l'invention intégrant un régulateur de direction de déplacement, et - la figure 4 montre le mouvement d'un véhicule équipé d'une régulation de direction de déplacement selon l'invention se déplaçant sur une trajectoire courbe, après une collision.
Description de modes de réalisation de l'invention La figure 1 montre une chaussée 10 munie de couloirs 12 dans lesquels un véhicule 1 circule de la gauche vers la droite. Le dessin montre le mouvement d'un véhicule équipé d'un régulateur de dynamique de roulage, classique, après une collision. Dans l'étape A, le véhicule 1 circule à la vitesse v sur une trajectoire 3 pratiquement droite. Puis dans l'étape B, le véhicule 1 subit une collision à l'arrière provoqué par un autre véhicule 4 qui le dévie et le fait tourner. Dès que le régulateur de la dynamique de roulage détecte un écart trop important entre la vitesse de lacet réelle et la vitesse de lacet de consigne, en freinant les roues, on exerce un couple de lacet autour de l'axe vertical du véhicule qui s'oppose au mouvement de lacet du véhicule et le stabilise. Dans la mesure où le conducteur par exemple encore sous le choc ou réagissant mal, bloque le volant dans sa position initiale, le régulateur de la dynamique de roulage régule le véhicule sur une trajectoire droite. Dans ce cas le véhicule 1 avance dans la nouvelle direction, en ligne droite et quitte la chaussée comme le montrent les étapesC - E. La figure 2 montre à titre de comparaison le comportement en mouvement d'un véhicule dans la même situation d'accident pour un véhicule 1 équipé d'un régulateur de dynamique de 5
6 roulage avec une fonction supplémentaire de stabilisation de la direction de déplacement. Dans ce cas, dans l'étape B une collision arrière dévie le véhicule 1. Le régulateur de dynamique de roulage détecte comme précédemment un écart de la vitesse de lacet et lance par exemple par la commande d'un régulateur de frein, un couple de freinage par des freins de roues. Ce couple de freinage s'oppose au mouvement de lacet du véhicule 1. Le couple de lacet MZ exercé par le régulateur est toutefois dimensionné contrairement à ce qui se passe avec les régulateurs usuels, de façon à faire pivoter en retour le véhicule d'un angle de lacet relatif correspondant à la rotation subie par rapport à la trajectoire, par suite de l'événement. L'angle de braquage prédéfini par le conducteur sur le volant est pratiquement ignoré car l'écart de vitesse de lacet peut être ramené par des informations supplémentaires de l'appareil de commande du coussin gonflable à la collision.
Selon la figure 2, le véhicule 1 est guidé sur une trajectoire dans les étapes C - E, qui est parallèle à la trajectoire initiale et correspond à la même direction. La figure 3 montre un schéma par blocs simplifié d'un système de régulation de la dynamique de roulage selon l'invention. Ce système comprend un ou plusieurs capteurs 15a, 15b surveillant l'état de roulage par rapport à un événement comme cela a été décrit ci-dessus. Les capteurs 15a, 15b peuvent être par exemple des capteurs d'accélération transversale des capteurs de vitesse de rotation de roue, un capteur de vitesse de lacet, une caméra ou n'importe quel autre capteur pour détecter un tel événement. En plus les signaux des autres systèmes du véhicule tels que par exemple le système des coussins d'air 16 sont exploités pour avoir une indication concernant cet événement. L'ensemble du système comprend en outre des capteurs non représentés nécessaires pour exécuter la régulation usuelle de la dynamique de roulage. Un algorithme de reconnaissance de la situation 18 exploite les signaux des capteurs et effectue de préférence un contrôle de plausibilité consistant à relier le comportement en lacet du véhicule 1 et le comportement de guidage du conducteur. Pour un écart trop grand des vitesses de lacet et en l'absence d'autres facteurs qui
7 indiqueraient une collision, on se trouve uniquement dans une situation de conduite dans laquelle le véhicule est sur-viré ou sous-viré car le conducteur a passé trop rapidement le virage. Dans ce cas on génère un signal 19 et le régulateur de la dynamique de roulage 21 intervient de façon usuelle dans le mode de conduite pour stabiliser le véhicule 1. Le couple de lacet MS calculé par le régulateur de la dynamique de roulage 21 est alors converti par le régulateur de couple de freinage 23, secondaire et par les freins de roues 24. Si en plus, un signal indique par exemple le déclenchement d'un coussin gonflable, le dispositif de reconnaissance de situation 18 reconnaît un événement concernant l'invention. Dans ce cas on modifie la régulation de la dynamique de roulage en calculant un couple de lacet MZ qui stabilise le véhicule et qui de plus le ramène d'un angle lacet relatif ; il s'agit de l'angle selon lequel le véhicule a été tourné par rapport à la chaussée par suite de la collision. L'algorithme modifié porte ici la référence 22. Le couple de lacet MZ calculé par le régulateur de la dynamique de roulage 22 est de nouveau appliqué par l'intermédiaire du régulateur du couple de freins 23, commandé et des freins de roues 24. Suivant la conception du système, à la place du freinage ou en plus, on peut avoir un actionneur de direction 25 pour reconduire le véhicule dans sa direction de déplacement d'origine. La figure 4 montre le comportement en mouvement d'un véhicule 1 se déplaçant sur une chaussée ou trajectoire courbe 10 après une collision arrière. Dans la situation A, le véhicule 1 continue à se déplacer avec une vitesse (v) en direction de la chaussée 10. Dans l'étape B, un véhicule 4 qui circule derrière le véhicule provoque une collision arrière qui fait déboiter le véhicule 1 et le fait tourner. Le régulateur de la dynamique de roulage reconnaît dans ce cas une collision liée à un écart de vitesse de lacet ; il fournit un couple moteur aux freins de roues pour s'opposer au mouvement de lacet du véhicule 1. Le couple de lacet MZ exercé par le régulateur est dimensionné pour faire pivoter en retour le véhicule 1 d'un angle de lacet relatif, suivant lequel le véhicule a tourné par rapport à la direction de la chaussée à cause de l'événement. L'angle suivant lequel 5 8 le véhicule a tourné par rapport à sa direction de déplacement d'origine porte la référence (A ip Fz). L'angle suivant lequel la direction de la chaussé a changé depuis la collision porte la référence (A v FB). L'angle lacet relatif se détermine dans ce cas par la relation suivante A v = (A v FB - A V Fz). La régulation se poursuit jusqu'à ce que l'angle de lacet relatif (A w) soit égal à zéro. lo

Claims (1)

  1. REVENDICATIONS1 °) Procédé pour influencer la direction de déplacement d'un véhicule (1) qui se déplace dans une certaine direction (3) sur une chaussée (10), caractérisé en ce que - on surveille le mode de roulage par rapport à un événement (2) qui modifie la direction de déplacement du véhicule (1) par rapport à la direction de déplacement prédéfinie par le volant, - on définit l'angle lacet relatif selon lequel le véhicule a tourné par rapport à la chaussée (10) à cause de l'événement, et - on intervient automatiquement sur le mode de roulage pour tourner en retour le véhicule (1) pratiquement de l'angle de lacet relatif. 2°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que pour reconnaître un tel événement on effectue un contrôle de plausibilité selon lequel on met en relation le comportement en lacet du véhicule (1) et le comportement de direction du conducteur. 3°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on détecte un tel événement à l'aide d'un capteur ou de détection de collision, en exploitant un capteur de coussin gonflable, un capteur pour reconnaître un défaut de pneumatique et/ ou tout autre capteur approprié. 4°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on détermine l'angle de lacet selon lequel l'événement a fait tourner le véhicule (1) à partir de sa direction d'origine. 5°) Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu' on détermine la variation en fonction de l'angle de lacet du véhicule après l'événement en procédant par intégration pour déterminer la variation de l'angle de lacet. 10 6°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on intègre la vitesse du véhicule (1) après l'événement et en tenant compte de la courbure de la chaussée, on détermine un angle qui a changé pour la direction de la chaussée depuis le début de l'événement. 7°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' on reconduit dans la même direction un véhicule (1) qui se déplaçait avant de l'événement sur une ligne droite, dans une direction prédéterminée, pour qu'après l'événement il soit remis sur une ligne droite dans la même direction. 8°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'action automatique est faite à l'aide du système de freinage (24) et/ou du système de direction (25) et/ou d'une différentielle active du véhicule (1) 9°) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'intervention automatique se fait dans le cadre d'une commande ou d'une régulation. 10°) Dispositif notamment appareil de commande d'un véhicule comprenant des moyens pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconques des revendications 1 à 9.
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